地面移动作业机器人运动规划与控制研究综述

针对地面移动作业机器人存在的自由度高度冗余和操作臂与移动平台间强耦合问题,指出地面移动作业机器人的研究面临着作用链等效动力学建模及其规约、强环境交互作用下高维动态作业规划、动态稳定性以及实时作业控制等难题.分析并总结了移动操作机器人的最新研究成果,从地面移动作业机器人系统动力学建模与耦合作用分析、运动规划、动态稳定性与作业控制等多个方面,对现有研究成果进行了评述,对地面移动作业机器人运动规划与控制的发展方向进行了展望.     

移动机器人的研究现状与趋势

对智能移动机器人的计算机控制系统、多传感器信息融合、环境识别、机器人视觉、路径跟踪以及智能控制等的研究现状进行了较为详细地分析和综述．最后,对智能移动机器人的多机器人协作和移动机械手之研究趋势进行了分析．     

科技动态

正低成本新技术可通过磁性来追踪柔性外科机器人美国加州大学圣地亚哥分校的科学团队创造了一个新系统,在该系统中,一个柔性机器人设备的前端装有一个磁铁,当该机器人在一个封闭的环境(最终会进入人体)中移动时,4个有间隔的外部传感器分别测量磁铁产生的磁场强度。通过一个人工神经网络,系统会比较4个传感器的读数,利用这些数据来准确地确定机器人前端的位置。到目前为     

低成本新技术可通过磁性来追踪柔性外科机器人

正美国加州大学圣地亚哥分校的科学团队创造了一个新系统,在该系统中,一个柔性机器人设备的前端装有一个磁铁,当该机器人在一个封闭的环境(最终会进入人体)中移动时,4个有间隔的外部传感器分别测量磁铁产生的磁场强度。通过一个人工神经网络,系统会比较4个传感器的读数,利用这些数据来准确地确定机器人前端的位置。到目前为     

螺旋轮式小型管道机器人控制系统的设计

作业管径小于80 mm的小型管道机器人广泛应用于化工、制冷、核电站等领域的检测、维修,其移动结构及信号采集和处理技术具有较高的实用价值和学术意义.采用螺旋轮式结构设计了内径为(O)60 mm的小型管道机器人,其原理简单、结构紧凑、控制方便.螺旋轮式移动的主体结构,确保管道机器人具有较大的牵引力和移动速度.管道机器人在管道内的数据信号,由搭栽在微型管道机器人的移动结构上的DSTJ-3000智能差压压力传感器采集传送到C8051F330单片机,通过无线蓝牙数传模块,将数据传输到上位机,利用Visual Basic程序软件实现计算机对管道机器人的控制.螺旋轮式小型管道机器人控制系统能够自由控制前进、后退、调速、自锁等,其动作状态数据也可利用上位机软件显示或打印.     

中俄合作研制深海载人机器人

中国船舶重工集团公司、中科院沈阳自动化研究所等机构与俄罗斯科学院，合作研制可潜深７０００米的被称作“海底卫星”的水下载人机器人。该机器人预计２００５年投入使用。这意味着中国将拥有对包括深海海沟在内的复杂海域进行详细探测的能力，中国开发海洋资源的步伐将大大加快。据悉，目前世界上只有俄罗斯、美国、日本等国家拥有类似潜深的水下载人机器人。该水下载人机器人长８米、宽３米、能载３人，其中一名操作员、两名科学家。机器人外观近似一个椭圆形球体，将有可能探测深达１万多米的世界最深海沟马里亚纳海沟。水下载人机器人…     

家庭防盗机器人

日本开发出一款独特的防盗机器人“Tmsuk T－34”。 “Tmsuk T－34”防盗机器人配有4只轮子．最高移动速度为每小时10千米。其头部安有摄像头．并配有探测装置．可根据人体温度和声音侦察周围情况,并将相应图像实时传送至主人的手机屏幕上。一旦主人确认发现可疑人员．该防盗机器人可在主人的遥控指挥下,向可疑人员喷射一张蜘蛛网式的大网,将可疑人员困在网内。并通知警察前来抓获。     

高压输电线路自主巡检机器人的检障与定位

针对高压输电线路巡检机器人系统具有多种类多数量传感器的特点,介绍一种根据线路环境信息的差异、机器人运行速度的快慢而将检障行为进行分类规划再有机融合的检障与定位方法,并介绍机器人高、中、低速下各检障行为的算法.通过模拟线路的检障与定位实验,表明提出的基于多源传感器行为融合的检障定位方法的正确性和实用性.     

我国发明首台水面救助机器人

沈阳自动化研究所水下机器人研究中心研制成功了我国第一台水面救助机器人。 该水面救助机器人总长不足1米,重量约30千克,能以每秒2～3米的速度前进,它虽不能载人,但可以拖着救生圈或绳子抵达落水     

危化品仓库安全巡检机器人系统设计与实验研究

为丰富高校危化品仓库的安全检查手段与提升应急响应能力,设计与实现了一种巡检机器人系统.首先在差速驱动的四轮移动底盘上集成里程计、单线激光雷达、带云台的彩色夜视与热成像相机、环境监测传感器套件等,构建巡检机器人移动平台.其次,融合里程计与激光雷达数据实现机器人同时定位与建图、巡检路径自定义与跟随.在巡检点处,利用图像关联...     

激光在线厚度测量系统

中科院安徽光机所开发的激光在线厚度测量系统采用了激光位移传感器,利用电荷耦合器件实现光电转换。它可以测量板材准确的厚度和宽度值,并实时显示被测物轮廓曲线。其最大测量宽度700毫米,宽度测量静态误差±1毫米;最大测量厚度0～30毫米,厚度测量误差±0.2毫米;被测物体移动速度15米/分,测量扫描头扫描速度>60毫米/秒。上述指标可根据用户的要求特殊设计。　　该系统可广泛用于生产线上对各种板材的厚度、宽度、轮廓的实时测量,还可广泛用于橡胶、钢铁、汽车、机械、轻工等行业各种板状材料的轮廓、厚度、宽度、直径、料位和振动…     

科技动态

正全球首个太空机器人进入太空美国太空探索公司(Space X)在执行第15次空间站货运任务时,将首个太空人工智能机器人"CIMON"(西蒙)同时送往空间站。该太空机器人"CIMON"由欧洲空中客车公司与美国IBM公司合作研发。这个重5 kg的圆形机器人看上去像一个具有可爱面孔的健身球,可悬浮在空间站中,随时与宇航员进行交互。"CIMON"使用IBM沃森人工智能技术,通过屏幕播放指令操作、呈现文字或视频,以及通过回答     

风帆雪橇极地漫游机器人系统平台搭建与直线速度控制算法研究

风帆雪橇极地漫游机器人利用南极风力和太阳能获得动力和能源,具有长时间工作和长距离移动的能力,可用于南极大范围无人化科学考察。在前期风帆雪橇极地漫游机器人本体研究基础上,介绍了风帆雪橇极地漫游机器人软、硬件系统平台设计,详细研究了基于自适应模糊PID方法的直线速度控制算法,并进行了Simulink环境下的对比仿真实验,验证了基于自适应模糊PID方法的机器人直线行进速度控制算法的有效性。     

管道机器人全程定位理论和方法研究--基于光纤光栅空间曲率传感器

为了实现管道机器人在工作时对自身位置的全程定位,提出了一种基于光纤光栅空间曲率传感器全程定位的递推算法.该方法利用光纤光栅空间曲率传感器检测出管道机器人当前所处测量点的曲率和相邻测量点密切平面间夹角,并根据前一测量点的空间位置、密切平面、切向矢量方向、机器人移动步距等参数计算当前测量点的空间位置、密切平面和切向矢量方向.因此,只要给定初始测量点的空间位置、曲率、切向矢量方向和密切平面,就可以实现管道机器人的全程定位.同时由该算法得到每一个测量点的管孔轴心坐标,然后通过曲线拟合求出管孔的轴心轨迹曲线,从而实现对管道内表面形貌的三维重建.     

基于神经网络的移动机器人路径规划

针对移动机器人在部分环境信息已知情况下的路径规划问题,运用神经网络动态路径最优算法,研究了基于传感器信息的在线路径规划方法.基于扩展卡尔曼滤波的定位方法融合了多个与机器人状态及环境相关的信息,提高了定位精度.首先建立动态的工作空间信息,基于神经网络的路径规划算法完成机器人的路径规划,根据路径点集运动趋向来调节小车移动,完成了导航的任务.对算法的性能和效率进行了分析,实验表明该方法在障碍物的信息未知的情况下,执行速度快.     

基于多传感器多目标跟踪的机器人足球视觉系统

为了适应机器人足球视觉系统图像采集设备从早个到多个的改变,提高系统的跟踪成功率和速度,以信息融合技术为基本思路,提出了一种基于多传感器多目标跟踪的半自主足球机器人视觉跟踪方法．各跟踪模块对覆盖区域的目标进行航迹关联、滤波后再对各传感器信息进行融合得到所有目标单一的航迹．实验表明,该方法具有简单、有效,满足系统实时性要求等特点．     

高压输电线路模块可重构移动作业机器人的设计及实现

在智能巡检机器人技术基础上,通过对作业环境的综合分析,针对高压输电线路的金具安装与拆卸、破损导线修补、导/地线除冰和线路巡检等检修维护作业任务,提出了面向多作业任务的模块可重构移动作业机器人的机构构型,通过对构型的分析与综合,对移动作业机器人进行了单元模块的划分并提出了可重构的解决方案.其中,单元模块包括移动机器人载体平台单元、作业机械臂单元、末端执行器单元及其连接单元等类型,面向不同作业任务的机器人均由这4类模块构成.设计了各单元模块,按照前述可重构方案给出了各面向具体作业任务的移动作业机器人虚拟样机及其运动规划仿真.研制了单元模块,分别给出了面向线路巡检和面向线路除冰作业的移动作业机器人应用例,模块划分以及重构方案正确可行.     

自主移动服务机器人的研究现状浅析

介绍了近年来国内外移动式服务机器人的发展现状,对自主移动服务机器人动态环境建模与定位技术、路径规划与导航技术、人机交互技术等关键技术做了浅析,并对目前存在的问题和以后主要的研究方向进行了探讨.     

轮式移动机器人在圆形管道中的运动学建模与仿真分析

微型管道机器人是一种适合小口径管内移动作业的机器人,其移动机构是机器人研究领域中重要的研究内容之一.本文在ADAMS环境下,建立了小口径六轮机器人运动模型,创建了相应的仿真环境,并进行了三维实体运动仿真,这为了解机器人工作空间的形态和大小提供了一种实验手段.本文还对管道内受限微型机器人的运动学模型进行了运动学分析.分析结果表明,该行走机构具有结构紧凑、驱动效率高、安装方便、工作可靠、成本低廉等特点.     

光机电

"机器人多维力传感器研究与应用"通过鉴定中国科学院合肥智能机械研究所进行的"多维力传感器的研究与应用"项目通过了科技成果鉴定,标志着该所已成功研制出具有完全自主知识产权的机器人六维腕力传感器,也意味着我国机器人多维腕力传感器研究在国际上占有了一席